Različite metode rezanja mašina za lasersko sečenje

Lasersko rezanje je beskontaktna metoda obrade s visokom energijom i dobrom kontrolom gustine.Laserska tačka velike gustine energije nastaje nakon fokusiranja laserskog snopa, koja ima mnoge karakteristike kada se koristi u rezanju.Postoje četiri različita načina laserskog rezanja u cilju rješavanja različitih situacija.

1. Rezanje topljenjem　

U laserskom rezanju topljenjem, rastopljeni materijal se izbacuje strujanjem zraka nakon što se radni komad otopi lokalno.Budući da se prijenos materijala događa samo u tekućem stanju, ovaj proces se naziva lasersko sečenje topljenja.
Laserski snop sa inertnim gasom za rezanje visoke čistoće čini da rastopljeni materijal napusti prorez, dok sam gas ne učestvuje u rezanju.Rezanje laserskim topljenjem može postići veću brzinu rezanja od rezanja gasifikacijom.Energija potrebna za gasifikaciju je obično veća od energije potrebne za taljenje materijala.Kod laserskog sečenja topljenja, laserski snop se samo delimično apsorbuje.Maksimalna brzina rezanja raste sa povećanjem snage lasera, a opada skoro obrnuto sa povećanjem debljine ploče i temperature topljenja materijala.U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je pritisak zraka na prorezu i toplinska provodljivost materijala.Za materijale od gvožđa i titana, lasersko sečenje taline može dobiti neoksidacione zareze.Za čelične materijale, gustina snage lasera je između 104w/cm2 i 105W/cm2.

2. Vaporizacijsko rezanje

U procesu laserskog rasplinjavanja, brzina površinske temperature materijala koja raste do temperature ključanja je toliko brza da može izbjeći topljenje uzrokovano provođenjem topline, tako da neki materijali ispare u paru i nestanu, a neki materijali se otpuhuju sa dno reznog šava pomoću strujanja pomoćnog gasa kao izbacivanje.U ovom slučaju potrebna je vrlo velika snaga lasera.

Kako bi se spriječila kondenzacija para materijala na zidu proreza, debljina materijala ne smije biti mnogo veća od prečnika laserskog snopa.Stoga je ovaj proces prikladan samo za aplikacije u kojima se mora izbjeći eliminacija rastopljenih materijala.Zapravo, proces se koristi samo u vrlo malom području upotrebe legura na bazi željeza.

Proces se ne može koristiti za materijale kao što su drvo i neke keramike, koji nisu u rastopljenom stanju i malo je vjerovatno da će dozvoliti da se pare materijala rekombinuju.Osim toga, ovi materijali obično moraju postići deblji rez.Kod laserskog rasplinjavanja, optimalno fokusiranje zraka ovisi o debljini materijala i kvaliteti zraka.Snaga lasera i toplota isparavanja imaju samo određeni uticaj na optimalni fokusni položaj.Maksimalna brzina rezanja je obrnuto proporcionalna temperaturi gasifikacije materijala kada je debljina ploče fiksna.Potrebna gustina snage lasera je veća od 108W/cm2 i ovisi o materijalu, dubini rezanja i položaju fokusa zraka.U slučaju određene debljine ploče, pod pretpostavkom da ima dovoljno snage lasera, maksimalna brzina rezanja je ograničena brzinom gasnog mlaza.

3.Kontrolisano rezanje loma

Za krhke materijale koji se lako mogu oštetiti toplinom, brzo i kontrolirano rezanje grijanjem laserskim snopom naziva se kontrolirano rezanje loma.Glavni sadržaj ovog procesa rezanja je: laserski snop zagrijava malu površinu krhkog materijala, što uzrokuje veliki toplinski gradijent i ozbiljne mehaničke deformacije u ovoj oblasti, što dovodi do stvaranja pukotina u materijalu.Sve dok se održava ujednačeni gradijent grijanja, laserski snop može voditi stvaranje pukotina u bilo kojem željenom smjeru.

4. Rezanje oksidacijskim topljenjem (lasersko rezanje plamenom)

Generalno, inertni gas se koristi za topljenje i rezanje.Ako se umjesto toga koristi kisik ili drugi aktivni plin, materijal će se zapaliti pod zračenjem laserskog snopa, a drugi izvor topline će se generirati uslijed intenzivne kemijske reakcije s kisikom za daljnje zagrijavanje materijala, što se naziva oksidacijsko topljenje i rezanje. .

Zbog ovog efekta, brzina rezanja konstrukcijskog čelika iste debljine može biti veća od brzine rezanja topljenjem.S druge strane, kvalitet reza može biti lošiji od kvaliteta rezanja topljenjem.U stvari, to će proizvesti šire proreze, očiglednu hrapavost, povećanu zonu pod utjecajem topline i lošiji kvalitet rubova.Rezanje laserskim plamenom nije dobro za obradu preciznih modela i oštrih uglova (postoji opasnost od spaljivanja oštrih uglova).Laseri u pulsnom režimu se mogu koristiti za ograničavanje termičkih efekata, a snaga lasera određuje brzinu rezanja.U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je dovod kisika i toplinska provodljivost materijala.